Реферат: ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
1. Введение.
            Полупроводниковые лазеры отличаются от
газовых и твердотельных тем, что излучающие
переходы происходят в полупроводниковом
материале не между дискретными энергетическими
состояниями электрона, а между парой широких
энергетических зон. Поэтому переход электрона из
зоны проводимости в валентную зону с последующей
рекомбинацией приводит к излучению, лежащему в
относительно широком спектральном интервале   и
составляющему несколько десятков нанометров, что
намного шире полосы излучения газовых или
твердотельных лазеров
2. Создание инверсной населенности в
полупроводниках.
Рассмотрим собственный полупроводник. В условиях
термодинамического равновесия валентная зона
полупроводника полностью заполнена электронами, а
зона проводимости пуста. Предположим, что на
полупроводник падает поток квантов
электромагнитного излучения, энергия которых
превышает ширину запрещенной зоны hv>Eg.
Падающее излучение поглощается в веществе, так
как образуются электронно-дырочные пары.
Одновременно с процессом образования электронно-
дырочных пар протекает процесс их рекомбинации,
сопровождающийся образованием кванта
электромагнитного излучения. Согласно правилу
Стокса - Люмм е ля энергия излученного кванта
меньше по сравнению с энергией генерирующего
кванта. Разница между этими энергиями
преобразуется в энергию колебательного движения
атомов кристаллической решетки. В условиях
термодинамического равновесия вероятность
перехода с поглощением фотона (валентная зона -
зона проводимости) равна вероятности
излучательного перехода (зона проводимости -
валентная зона)
            Предположим, что в результате какого-то
внешнего воздействия полупроводник
выведен из состояния термодинамического
равновесия, причем в нем созданы одновременно
высокие концентрации электронов в зоне
проводимости и дырок в валентной зоне.